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Aldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonas UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS – CCA-UFES 1 Aldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonasAldeídos e cetonas Patrícia Fontes Pinheiro H C H O CH3 C H O C6H5 C H O CH3 C CH3 O CH3CH2 C CH3 O Formaldeído Acetaldeído Benzaldeído Acetona Etilmetil cetona � Largamente utilizados na indústria: ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS � Largamente encontrados na natureza: 22 OCH3 O OH H O O Vanilina: aromatizante sabor de baunilha Progesterona: hormônio feminino O OHO Furaneol: usado em perfumaria; aroma artificial de morango Responsável pelo odor de urina de gato O SH O (S)-carvona: óleo extraído da Menta viridis Civetona: produzido pela glândula perineal do gato Vierra cieta, encontrado na África. O � O grupo funcional ALDEÍDO está sempre no C1 e NÃO PRECISA ser numerado; � Alguns nomes comuns de aldeídos são mostrados entre parentêsis: Nomenclatura: ** AldeídosAldeídos→→ substituisubstitui oo OO dodo hidrocarbonetohidrocarboneto porpor ALAL 33 Metanal (formaldeído) Etanal (acetaldeído) Propanal (propionaldeído) 5-cloropentanal Feniletanal (fenilacetaldeído) � Aldeídos ligados em anéis→ sufixo carbaldeído � Exemplo: Benzaldeído é mais comumente utilizado que benzenocarbaldeído: 44 Benzenocarbaldeído (benzaldeído) Ciclohexanocarbaldeído 2-naftalenocarbaldeído �A cadeia principal é numerada para dar ao grupo carbonila o MENOR NÚMERO POSSÍVEL; Nomenclatura: ** CetonasCetonas →→ substituisubstitui oo OO dodo hidrocarbonetohidrocarboneto porpor ONAONA 55 Butanona (etil metil cetona) Pentan-2-ona (metil propil cetona) Pent-4-en-2-ona (NÃONÃO: 1-penten-4-ona) (alil metil cetona) � Quando é necessário dar nome ao grupo (−COH) como um PREFIXO→METANOÍLA ou GRUPO FORMILA; � EXEMPLOS: ETANOÍLA OU GRUPO ACETILA (Abreviatura: Ac) ALCANOÍLA OU GRUPO ACILA O O 66 ALCANOÍLA OU GRUPO ACILA Ácido 2-metanoilbenzóico (ácido o-formilbenzóico) Ácido 4-etanoilbenzenossulfônico (ácido p-acetilbenzenossulfônico) R Se uma substância tiver dois grupos funcionais, aquele com a menor prioridade é indicado pelo seu prefixo. 7 Se a cetona tiver um segundo grupo funcional de maior prioridade, 8 ��PropriedadesPropriedades FísicasFísicas:: � Moléculas de aldeídos e cetonas NÃO FORMAM LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO umas com as outras; � Possuem apenas interações intermoleculares DIPOLO- DIPOLO; � Portanto, possuem MENORMENOR ponto de ebulição que álcoois 99 correspondentes ButanoButano PE: PE: --0,5 ºC0,5 ºC (MM = 58)(MM = 58) PropanalPropanal PE: 49 ºCPE: 49 ºC (MM = 58)(MM = 58) AcetonaAcetona PE: 56,1 ºCPE: 56,1 ºC (MM = 58)(MM = 58) 11--propanolpropanol PE: 97,2 ºCPE: 97,2 ºC (MM = 60)(MM = 60) � Aldeídos e cetonas formam LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO com água; � Portanto, aldeídos e cetonas com MASSAS MOLECULARES BAIXAS são bem solúveis em água Formaldeído Acetaldeído Propanal Muito solúvel Infinitamente Muito solúvel 1010 Propanal Butanal Pentanal Hexanal Benzaldeído Fenilacetaldeído Acetona Butanona 2-pentanona 3-pentanona Acetofenona benzofenona Muito solúvel Solúvel Levemente solúvel Levemente solúvel Levemente solúvel Levemente solúvel Infinitamente Muito solúvel Solúvel Solúvel Insolúvel insolúvel �Oxidação de Aldeídos e Cetonas � Aldeídos reagem facilmente com agentes oxidantes brandos como o reagente de Tollens � Cetonas não sofrem oxidação com estes oxidantes, mas podem ser convertidas a esteres se tratadas com um perácido 1111 Espelho de prata Não reage+ Ag(NH3)2OH + Ag + H2O COONH4 Ag(NH3)2OH + CHO C O Oxidação de Baeyer-Villiger de Aldeídos e Cetonas � Esta reação resulta na INSERÇÃO de um átomo de OXIGÊNIO ADJACENTE A UM GRUPO CARBONÍLICO de cetona ou aldeído � Oxidação de uma cetona→ produz um éster; � Peroxiácido (ácido m-cloroperbenzóico) (MCPBA) é empregado na reação; 1212 Etapa 1 Etapa 2 Mecanismo: íon oxônio 1313 A ordem de migração do grupo ligado à carbonila é: H > fenil > alquil 3o > alquil 2o > alquil 1o > metil Redução com hidretos: produz alcool 1º e 2º B H H H H Al H H H HNa Li Boroidreto de sódio Hidreto de alumínio e lítio CH2OH O H i)NaBH4, EtOH ALDEÍDOS E CETONAS: REDUÇÃOALDEÍDOS E CETONAS: REDUÇÃOALDEÍDOS E CETONAS: REDUÇÃOALDEÍDOS E CETONAS: REDUÇÃO Menos reativo, pode ser usado em água, etanol… Não reduz ácido carboxílicos e ésteres NaBH4 pode ser usado para reduzir seletivamente um aldeído ou cetona de uma substância. Mais reativo, reage violentamente com água, precisa de meio anidro. Reduz ácido carboxílicos e ésteres a álcool. 14 (98%) CH3CH3 + CH3OH (91%) OO OCH3 OHOH ii)H3O+ i)LiAlH4, Et2O (88%) OO OCH3 OOH OCH3 ii)H3O+ 4 ii)H3O+ i)NaBH4, EtOH uma substância. Chapter 16 15 Redução de Wolff-Kishner DEXOXIGENAÇÃO DEALDEÍDOS E CETONASDEXOXIGENAÇÃO DEALDEÍDOS E CETONASDEXOXIGENAÇÃO DEALDEÍDOS E CETONASDEXOXIGENAÇÃO DEALDEÍDOS E CETONAS (85%)HCl, ∆∆∆∆ Zn/Hg O Redução de Clemmensen Não pode ser usada para substrato sensível a ácido Meio básico, ocorre via hidrazona que decompõe liberando NMeio básico, ocorre via hidrazona que decompõe liberando N2 O NH2NH2, NaOH DMSO, 100 ºC Intermediário: Hidrazona NH2 N + N2 (50-60%) 16 Chapter 16 17 EquilEquilEquilEquilíbrio Cetobrio Cetobrio Cetobrio Ceto----EnEnEnEnólicolicolicolico 1,5 x 10-7 2,0 x 10-5 Forma ceto Forma enólica OHO H2C C CH3 OH H3C C CH3 O H2C C H OH H3C C H O [enol] [ceto] K= ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS 18 5,0 x 10-5 E ne rg ia Ceto Enol Figura 12.9 – Exemplos de equilíbrio ceto-enólico e esboço de um diagrama de energia envolvendo essas duas formas O H OO H OO O Forma ceto (20 %) Forma enólica (80 %) REAÇÕES DOS REAÇÕES DOS COMPOSTOS COMPOSTOS 1919 COMPOSTOS COMPOSTOS CARBONÍLICOSCARBONÍLICOS � Adição Nucleofílica ao Grupo Carbonila � Adição do nucleófilo ao CARBONO CARBONÍLICO ocorre devido a carga parcial positiva (+) neste carbono: Reação Geral: 2020 Aldeído ou Cetona (R ou R’ pode ser H) O nucleófilo pode atacar por cima ou por baixo � Adição de Nucleófilos fortes: - Hidreto; - Reagentes de Grignard Há formação de um alcóxido intermediário tetraedral: 2121 Há formação de um alcóxido intermediário tetraedral: � Os elétrons da carbonila são deslocados para o oxigênio, fornecendo o alcóxido; � O carbono carbonílico muda sua geometria de TRIGONAL PLANAR para TETRAÉDRICA Trigonal planar Intermediário Produto 2222 Tetrahedral Produto Tetraédrico � Adição de Nucleófilos fracos: � Um CATALISADORCATALISADOR (geralmente um ácido ou ácido de Lewis) é usado para facilitar a reação: � Protonação do oxigênio carbonílico torna o carbono mais eletrofílico cátion oxônio Etapa 1 2323 Etapa 2 cátion oxônio aceita um par de elétrons do nucleófilo A base conjugada captura o H+ para regenerar o catalisador 2424 Aldeído protonado (azul = δ+) => + susceptível ao ataque do Nu- � Reatividade Relativa: Aldeídos versus Cetonas ALDEÍDOS geralmente são MAIS REATIVOS que CETONAS � Carbono tetraédrico resultante da adição à um aldeído é ESTERICAMENTE MENOS IMPEDIDO que um carbono tetraédrico resultante da adição à uma cetona. Grupos carbonílicos de aldeídos são MAIS ELETRODEFICIENTES porque eles possuem apenas um 2525 são MAIS ELETRODEFICIENTES porque eles possuem apenas um grupo doador de elétrons ligado ao carbono carbonílico. � Reatividade Relativa: Aldeídos versus Cetonas 2626 �A Adição de Álcoois: Hemiacetais e Acetais 1) Hemiacetais: � ALDEÍDO ou CETONA dissolvido em ÁLCOOL forma uma mistura em equilíbrio contendo o HEMIACETAL correspondente: � Hemiacetalpossui os grupos HIDROXILA E ALCOXILA no mesmo carbono; 2727 carbono; aldeído/ cetona álcool hemiacetal �A Adição de Álcoois: Hemiacetais e Acetais 1) Hemiacetais: � Hemiacetais acíclicos geralmente não são estáveis; � Porém, hemiacetais com anéis de 5 e 6 membros são bem estáveis 2828 � Formação de Hemiacetal é catalisada por ácido ou base: (R’’ pode ser H) O álcool em cátion oxônio 2929 O álcool em excesso torna-se protonado devido à presença de um ácido catalisador (HCl) hemiacetal � Formação de Hemiacetal é catalisada por ácido ou base: Ânion alcóxido 3030 (R’’ pode ser H) Ânion alcóxido hemiacetal � Dissolução do ALDEÍDO/CETONA em ÁGUA promove a formação de um equilíbrio entre o COMPOSTO CARBONÍLICO e seu HIDRATO; � Hidrato → também chamado gem-diol (gem = geminal, indica presença de 2 hidroxilas (ou 2 grupos idênticos) no mesmo carbono); 3131 acetaldeído hidrato (gem-diol) 2) Acetais: � ALDEÍDO/CETONA com EXCESSO DE ÁLCOOL e CATALISADOR ÁCIDO forma o ACETAL; � Formação do acetal se dá via o hemiacetal correspondente; � ACETAL→ possui 2 grupos alcóxi ligados no mesmo carbono; 1)1) 3232 1)1) Formação do hemiacetal 2)2) Em excesso 3)3) cátion oxônio altamente reativo 3333 4)4) Formação do acetal (produto isolado e estável) ( I ) Transformação desejada ( II ) Produto desejado ( III ) CH2OH OH CH2OH O COOCH3 O i) LiAlH4 ii) H3O + COOCH3 CH2OHCOOCH3 CH2OH Acetais: Grupos protetores para aldeídos e cetonas ALDEÍDOS E CETONAS: REAÇÕESALDEÍDOS E CETONAS: REAÇÕESALDEÍDOS E CETONAS: REAÇÕESALDEÍDOS E CETONAS: REAÇÕES Não forma o produto desejado 34 ( I ) ( II )( IV ) CH3OH/H + i) LiAlH4 H3O+ ( V ) O O 3 OCH3H3CO H3CO OCH3 ii) H2O Protegendo a carbonila, a reação leva ao produto desejado �A Adição de Aminas Primárias e Secundárias: � ALDEÍDOS/CETONAS reagem com AMINAS PRIMÁRIAS (e AMÔNIA) → IMINAS; � ALDEÍDOS/CETONAS reagem com AMINAS SECUNDÁRIAS → ENAMINAS 3535 Imina Enamina � Iminas � Reações ocorrem mais rapidamente em pH 4 – 5 � Ácido fraco facilita a partida do grupo hidroxila do aminoálcool intermediário; � Não há protonação do nitrogênio da amina; 36 Amina 1ªAldeído/Cetona Intermediário dipolar Aminoálcool Aminoálcool protonado Íon imínio Imina Reação Nucleofílica de Adição Reação Nucleofílica de Adição –– EliminaçãoEliminação O pH da reação deve ser controlado.O pH da reação deve ser controlado. � Enaminas � Aminas secundárias não formam imina neutra pela perda de um segundo próton no nitrogênio; � Assim, há a formação de uma ENAMINAENAMINA;; 1)1) 3737 Aduto tetrahedralAduto tetrahedral Aldeído/CetonaAldeído/Cetona Amina Amina secundáriasecundária Aminoálcool Aminoálcool intermediáriointermediário 2)2) Aminoálcool intermediário Íon imínio intermediário 3838 Relembrando mecanismo de formação da Imina... 3)3) EnaminaEnamina Relembrando mecanismo de formação da Imina... 3939 Relembrando mecanismo de formação da Imina... ��A Adição de Ilídeos: A Reação de WittigA Adição de Ilídeos: A Reação de Wittig � Aldeídos e Cetonas reagem com ilídeos de fósforo para produzir ALQUENOS; � Ilídeo (fosforano) → molécula neutra contendo um carbono negativo adjacente a um heteroátomo positivo; 4040 Aldeído/Cetona Ilídeo de Fósforo Alqueno (isômeros E ou Z) Óxido de trifenilfosfina Preparação do Ilídeo de Fósforo: � Reação da trifenilfosfina com um haleto de alquila primário ou secundário → sal de fosfônio; � O sal de fosfônio é desprotonado por uma base forte para formar o ILÍDEO; Reação Geral: 4141 Reação Geral: Etapa 1 trifenilfosfina haleto de alquiltrifenilfosfônio Se dois conjuntos de reagentes estiverem disponíveis para a síntese do alceno, é melhor usar aquele que requer o HALETO DE ALQUILA com MENOR INTERAÇÃO ESTÉRICA Etapa 2 Ilídeo de fósforo Reação Específica: 4242 Brometo de metiltrifenilfosfônio (89%) fenillítio � ADIÇÃO DO ILÍDEO À CARBONILA → formação de um anel de 4 membros (OXAFOSFETANO); � O oxafosfetano rearranja-se para um alqueno; � Há a formação também do óxido de trifenilfosfina � A força que rege a etapa da reação é a formação de uma ligação dupla muito forte entre OXIGÊNIO-FÓSFORO no óxido de trifenilfosfina 4343 Betaína (pode não ser formado) Oxafosfetano Óxido de trifenilfosfinaAlqueno • Ilidas estabilizadas formam principalmente isômeros E; • Ilidas não estabilizadas formam principalmente isômeros Z. 4444 • Ilidas estabilizadas tem um grupo (C=O) que pode compartilhar a carga negativa do carbono. �Sintetize o 2-Metil-1-fenilprop-1-eno pela reação de Wittig Exercício 45 � A Acidez dos Hidrogênios αααα dos Compostos Carbonílicos: Ânions Enolato � Hidrogênios do carbono αααα à carbonila são especialmente ácidos; � O ânion resultante é estabilizado por ressonância; Comparar valores de pKa 4646 Ânion estabilizado por ressonância → ÂNION ENOLATO � O ânion enolato pode ser protonado em 2 posições: a) No carbono → forma ceto; b) No oxigênio → forma enólica; � As formas ceto-enólica resultantes são reversíveis e interconversíveis 4747 Um próton pode ser adicionado aqui Um próton pode ser adicionado aqui ou Forma cetoForma enólica Tautômeros Cetólico e Enólico � Tautômeros ceto-enólicos são ISÔMEROS CONSTITUCIONAIS facilmente interconvertidos por traços de ácido e base; � A maioria dos aldeídos e cetonas existe MAJORITARIAMENTE na forma CETO devido a elevada força e estabilidade da ligação dupla Carbono-Oxigênio em relação a ligação dupla C = C; 4848 � Compostos ββββ-Dicarbonílicos existem MAJORITARIAMENTE na forma enólica � O enol é mais estável devido a 2 fatores: - Há um sistema π conjugado; - Há estabilização do enol por ligações de hidrogênio 49 49 Reações via Enóis e Ânions Enolato � Racemização: � Aldeído/Cetona opticamente ativo com um estereocentro no carbono αααα pode racemizar na presença de um catalisador ácido ou base; � O intermediário enol ou enolato NÃO POSSUI nenhum 5050 estereocentro na posição αααα Etanol aquoso - Enolização catalisada por base: Ânion enolato (aquiral) Enol (aquiral) 5151 Enol (aquiral) - Enolização catalisada por ácido: Halogenação de Aldeídos/Cetonas � Aldeídos/Cetonas podem ser halogenadas na posição αααα na presença de um ácido ou uma base e X2; 5252 MECANISMO: Etapa 1 Etapa 2 Ânion enolato Halogenação PROMOVIDAPROMOVIDA por base ocorre via um ânion enolato: lenta rápida 5353 Etapa 2 Ânion enolato rápida � Halogenação CATALISADACATALISADA por ácido procede via um enol: Etapa 1 rápida lenta 5454 Etapa 2 Etapa 3 rápida rápida Reação do Halofórmio � Reação de metil cetona com X2 na PRESENÇA DE BASE resulta em halogenações múltiplas no C metílico; 1) 5555 2) Acidez é aumentada pelo átomo de halogênio retirador de elétrons � Metil cetonas com X2 e HIDRÓXIDO AQUOSO → dá um ânion carboxilato e um halofórmio (CX3H); � Ânion trialometílico → bom grupo abandonador, pois carga negativa é estabilizada por 3 halogênios; 5656 Reação do Halofórmio – Utilidades Sintéticas � Conversão de metil cetonas em ácidos carboxílicos; �Identificação de metil cetonas e de álcoois metílicos secundários = reação com I2 em meio básico resulta em um sólido amarelo brilhante (CHI3); 5757 3 � Cloro e Bromo→ mais utilizados; � É possível a geração, além do ácido carboxílico, do clorofórmio ou bromofórmio (líquidos); � A reação é dita limpa, pois líquidos formados são imiscíveis com água e portanto facilmente separáveis da solução contendo o ânio carboxilato; Reação do Halofórmio – Questões Ambientais � Tratamento e purificação da água para consumo → reação de halofórmio [Cloro molecular + impurezas orgânicas (substâncias húmicas)]; � Isso gera o CLOROFÓRMIO; 5858 � Isso gera o CLOROFÓRMIO; � Efeito carcinogênico; � Por outro lado, se não houver tratamento de água com cloro, população pode morrer por epidemias de doenças como cólera e desinteria. yesyesyes no Which of the following compounds give positive iodoform tests? CH3CH2CCH3 C6H5CH2CCH3 C6H5CCH2CH3 O= O=O= CH3CH O= Quiz 17.02 59 yesyes yesno CH3CH2OH CH3CH2CCH2CH3 CH3CHCH3 O= OH C6H5CHCH3 OH �Condensação Aldólica � Acetaldeído dimeriza na presença de hidróxido de sódio à temperatura ambiente; � O produto é chamado de ALDOL porque possui as funções orgânicas ALDEÍDO E ÁLCOOL 6060 � O mecanismo procede via ânion enolato: Etapa 1: Etapa 2: ânion enolato ânion alcóxido 6161 Etapa 3: base forte aldol Desidratação do Produto de Adição Aldólica � Aquecimento da mistura básica contendo o aldol → há DESIDRATAÇÃO e formação de um COMPOSTO CARBONÍLICO α,βα,βα,βα,β-INSATURADO; � Desidratação é favorecida porque o produto é estabilizado por conjugação do alqueno com o grupo carbonila; 6262 Baixas temperaturas (0 a 5 oC) =>=> reação termina no aldol; Temperaturas mais elevadas =>=> resulta o Condensaçaõ AldólicaCondensaçaõ Aldólica 6363 Temperaturas mais elevadas =>=> resulta o composto αααα,,,,ββββ----insaturado. Desidratação do Produto da Adição Aldólica � Em algumas reações aldólicas, o produto aldólico NÃO PODE SER ISOLADO porque ele é rapidamente desidratado para um composto α,βα,βα,βα,β- insaturado [enal→ alceno (en) + aldeído (al]; � Ocorre portanto CONDENSAÇÃO ALDÓLICA (união de moléculas através de eliminação intermolecular de uma pequena molécula – água ou 6464 álcool) produto de adição não isolado produto de condensação Enal (aldeído α,βα,βα,βα,β-insaturado) Aplicações Sintéticas � Importante na síntese orgânica → reação aldólica UNE duas moléculas pequenas e cria uma nova ligação CARBONO-CARBONO; 6565 IMPORTANTE… � Na maioria dos casos, inicia-se as reações com ALDEÍDOS e não CETONAS; PORQUE?? � Reações aldólicas com cetonas geralmente são porque o equilíbrio favorece a cetona inicial; 6666 DESFAVORECIDAS porque o equilíbrio favorece a cetona inicial; � É preciso utilizar um aparato especial que remove o produto da mistura reacional e permite o isolamento do produto aldólico a partir da cetona com bom rendimento APARATO DE DEAN STARK: 6767 - Durante a reação em (2), vapores de solventes contendo a reação e o componente a ser removido são condensados dentro do condensador (5), e depois por gotejamento na armadilha destilação (acima de 9). Onde líquidos imiscíveis são separados em camadas. Quando a camada (menos densa) superior atinge o nível do lado do braço-que pode fluir de volta para o reator, enquanto a 68 pode fluir de volta para o reator, enquanto a camada inferior permanece na armadilha. A armadilha é a plena capacidade quando o nível inferior atinge o nível do lado do braço - além deste ponto, a camada inferior começassem a fluir de volta para o reator também. Portanto, é importante para sifão ou drenar a camada inferior do aparelho Dean- Stark tanto quanto necessário. Exercícios de Fixação 1) Um processo industrial para a síntese do 1-BUTANOL começa com o ACETALDEÍDO. Mostre como esta síntese poderia ser realizada. 6969 2) Mostre como cada um dos seguintes produtos poderia ser sintetizado a partir do BUTANAL: a) 2-etil-3-hidroxiexanal; b) 2-etil-ex-2-en-1-ol; c) 2-etil-exan-1-ol; A Reversibilidade das Adições Aldólicas • Produtos de adição aldólica sofrem REAÇÕES RETROALDÓLICA na presença de base forte; 7070 � Além da condensação aldólica CATALISADA POR BASE: 71 � Tem-se a condensação aldólica CATALISADA POR ÁCIDO... Condensação Aldólica Catalisada por Ácido • A reação geralmente conduz diretamente ao produto de desidratação: Reação Geral: 7272 Reação Geral: 4-metilpent-3-en-2-ona Mecanismo: 1- 2- 73 3- Produto desidratado Condensação Aldólica Cruzada • Reação que envolve 2 aldeídos diferentes; • São desvantajosas porque conduz à mistura de produtos AA AB Produto 7474 BA BB Condensações Aldólicas Cruzadas Práticas COMOMINIMIZAR O PROBLEMA DE FORMAÇÃO DE VÁRIOS PRODUTOS??? • Reações Aldólicas Cruzadas dão majoritariamente um produto se UM DOS REAGENTES NÃO POSSUI HIDROGÊNIO αααα; • O composto carbonílico SEM HIDROGÊNIO αααα é colocado em solução básica (NaOH/H2O); 7575 • Em seguida, adiciona-se LENTAMENTE o composto carbonílico com hidrogênios α; • Desidratação geralmente ocorre, principalmente se o composto resultar em um sistema conjugado extendido; 76 Quiz 17.04 Carry out a retrosynthetic analysis of 1,3-diphenyl-1-butanol that incorporates an aldol condensation step. C6H5CHCH2CHC6H5 CH3 OH Target CC6H5 O= CH3 C6H5CCH3 O= Two structural units from aldol C6H5CCH=CC6H5 CH O= hydrogenation 77 CH3 C6H5CCH2CC6H5 CH3 O= OH facile dehydration C6H5CCH3 O= + CC6H5 O= CH3 aldol step Reações de Claisen-Schmidt • São REAÇÕES ALDÓLICAS CRUZADAS nas quais um dos reagentes é uma CETONA; • Tais reações foram desenvolvidas pelos alemães: 7878 • Tais reações foram desenvolvidas pelos alemães: - J. G. Schmidt→ descobridor da reação (1880) - L. Claisen→ desenvolveu a reação (1881-1889) Reações de Claisen-Schmidt – O produto da auto-condensação da cetona NÃO É OBTIDO porque o equilíbrio não é favorecido; 79 MECANISMO:MECANISMO: Etapa 1:Etapa 1: Etapa 2:Etapa 2: 8080 Etapa 3:Etapa 3: Etapa 4:Etapa 4: 81 Há desidratação via um intermediário do enolato Produto Conjugado 4-fenilbut-3-en-2-ona Ciclizações via Condensações Aldólicas (Condensação Aldólica Intramolecular) • REAÇÃO INTRAMOLECULAR de compostos dicarbonílicos ocorrem para formar preferencialmente ANÉIS DE CINCO OU SEIS MEMBROS; • Compostos dicarbonílicos podem ser: 8282 • Compostos dicarbonílicos podem ser: - dialdeído; - ceto-aldeído; - dicetona Ciclizações via Condensações Aldólicas • Exemplo: na reação seguinte, o carbono do aldeído é atacado preferencialmente porque um aldeído é ESTERICAMENTE MENOS IMPEDIDO e MAIS ELETROFÍLICO que uma cetona: 83 MECANISMO: 84 IMPORTANTE: Anel de 5 membros se forma muito mais rápido que anel de 7 membros Desidratação catalisada por base Reações Aldólicas Intramolecular • Reação que envolve 1 composto com 2 grupos funcionais; • Vários produtos são possíveis, entretanto, um deles é obtido preferencialmente (seletividade) devido à estabilidade do anel formado Four Intramolecular Aldol Pathways CH2CH2CCH3 O= O Strained bicyclic ring system Quatro rotas são possíveis 8585 OH CH3 OH ring system OH CH2CH2CCH3 O= O CH2 CH2C CH3 OH Highly strained spiro ring fusion O CH2CH=CCH3 OH CH2 CH HO C=O CH3 Highly strained cyclobutane O CH2CHC=CH2 OH OH O STABLE PRODUCT Exercícios de Fixação 1) Supondo que a desidratação ocorre em todas as instâncias, escreva as estruturas dos outros dois produtos que podem ter resultado da ciclização aldólica que acabamos de fornecer. (um desses produtos terá um anel de 5 membros e o outro terá um anel de 7 membros) 86 2) Qual compostos de partida você utilizaria na ciclização aldólica para preparar cada um dos seguintes compostos? OOOO aaaa)))) bbbb)))) cccc)))) OOOO OOOO Adição de Michael • É uma adição de um enolato a um composto carbonílico α,β-insaturado; • Geralmente ocorre via ADIÇÃO CONJUGADA; 87Chapter 17 87 • R. Robinson → químico inglês que ganhou o prêmio Nobel de Química em 1947 por sua pesquisa em Produtos Naturais; • A anelação de Robinson pode ser usada para construir novos anéis de 6 membros ligados a outro anel; Reação de Anelação de Robinson 8888 • Anelação de Robinson envolve 2 etapas: a) Adição de Michael; b) Condensação Aldólica Intramolecular (para fechar o anel) Reação: 89 Exercício de Fixação 1) a) Proponha mecanismos passo a passo para ambas as transformações da seqüência de anelação de Robinson dareação anterior; 90 reação anterior; b) É esperado que a 2-metilcicloexano-1,3-diona seja mais ou menos ácida que a cicloexanona? Justifique sua resposta.
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